高一物理第七章机械能守恒定律课件

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1、功功功率功率动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能探究弹性势能探究弹性势能的表达式的表达式追追寻寻守守恒恒量量探究功与物探究功与物体速度变化体速度变化的关系的关系动能定理动能定理机械能守恒机械能守恒定律定律验证机械能验证机械能守恒定律守恒定律能能量量守守恒恒定定律律能能源源功功和和能能功功能能功能功能关系关系功功：W=FScos 功率功率:动能：动能：势能：重力势能势能：重力势能机械能机械能：动能定理：动能定理：机械能机械能守恒定律守恒定律功是能量转化的量度功是能量转化的量度W=E1 1、对、对“功功”的学习方法指导的学习方法指导功功是力的空间积累效应，它和位移是力的空间积累效应，它和位移

2、相对应。相对应。恒力做功恒力做功 注注 意意 F F和和S S是对应同一个物体的；是对应同一个物体的；某力做的功仅由某力做的功仅由F F、S S和和 决定决定。变力做功变力做功可用可用动能定理动能定理W=Ek；可用可用无限分小法无限分小法来求来求,过程无限分小后过程无限分小后可认为每小段是恒力做功。可认为每小段是恒力做功。例例1.1.如图所示，物体受到二如图所示，物体受到二 个水平恒力个水平恒力 和和 相作用，相作用，F F1 1和和F F2 2互垂直，物体沿光滑互垂直，物体沿光滑水平面从水平面从A A点运动到点运动到B B点的过程中，位移点的过程中，位移为为S S，ABAB连线与连线与 间的

3、夹角为间的夹角为，则下面，则下面关于外力做的功的表达式一定正确的是：关于外力做的功的表达式一定正确的是：(A)(A)(B)(F (B)(F1 1+F+F2 2)S)S (C)F (C)F1 1Scos Scos +F+F2 2Ssin Ssin (D)F (D)F1 1Ssin Ssin +F+F2 2Scos Scos ABF2F1功功的的计计算算举举例例计计算算：一一质质量量为为mm的的物物体体静静止止于于倾倾角角为为 的的斜斜面面体体上上，对对斜斜面面体体施施一一水水平平向向左左的的外外力力F F使使它它们们一一起起向向左左匀匀速速前前进进一一段段位位移移S S，试试确确定定物物体体所所

4、受受各各力力对对物物体体做做功功分分别别为为多多少少？各各力力对对物物体体所所做做总总功功是是多多少少？F NGfS 在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接触面在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正功还都光滑）物体受到的各力是否做功？做正功还是做负功？是做负功？SFNmg课堂讨论课堂讨论结论：结论：1、重力对物体做正功、重力对物体做正功2、支持力对物体做负功、支持力对物体做负功点点评评求总功有两种方法：求总功有两种方法：一种是先求出合外力，然后求总功，表一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为达式为 另一种是总功等于各力做功的代数和，另一种是总功等于各力做功

5、的代数和，即即合外力还是矢量，本题的合外力合外力还是矢量，本题的合外力与与位移的夹角位移的夹角 无法确定，不一定就等于无法确定，不一定就等于。例例2 2.A AB B两两物物体体叠叠放放在在水水平平面面上上，A A物物体体用用线线系系在在墙墙上上，B B 物物体体在在力力 F F作作用用下下向向右右运运动动，则则B B对对A A的的摩摩擦擦力力f f1 1对对A A功功，A A 对对 B B 的的 摩摩 擦擦 力力f f2 2对对 B B 做做 功功。FBA不做不做负负3 3 3 3如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为m m m ml l l l和和

6、和和m m m m2 2 2 2的两个物体，的两个物体，的两个物体，的两个物体，m m m m1 1 1 1m m m m2 2 2 2，在大小相等的两个力在大小相等的两个力在大小相等的两个力在大小相等的两个力F F F F1 1 1 1和和和和F F F F2 2 2 2的作用下沿水平方向移动了的作用下沿水平方向移动了的作用下沿水平方向移动了的作用下沿水平方向移动了相同的距离，若相同的距离，若相同的距离，若相同的距离，若F F F F1 1 1 1做的功为做的功为做的功为做的功为W W W W1 1 1 1，F F F F2 2 2 2做的功为做的功为做的功为做的功为W W W W2 2 2

7、 2则：则：则：则：A A A A、W W W W1 1 1 1W W W W2 2 2 2 B B B B W W W W1 1 1 1W W W W2 2 2 2C C C CW W W W1 1 1 1=W=W=W=W2 2 2 2；D D D D条件不足，无法确定条件不足，无法确定条件不足，无法确定条件不足，无法确定 （C ）4 4 4 4如图，物体重如图，物体重如图，物体重如图，物体重10N10N10N10N，置于水平地面上，线绳，置于水平地面上，线绳，置于水平地面上，线绳，置于水平地面上，线绳一端系在物体上，另一端跨过定滑轮，用一端系在物体上，另一端跨过定滑轮，用一端系在物体上，另

8、一端跨过定滑轮，用一端系在物体上，另一端跨过定滑轮，用16 N16 N16 N16 N的力的力的力的力F F F F，沿与竖直成，沿与竖直成，沿与竖直成，沿与竖直成606060600 0 0 0角的方向拉过角的方向拉过角的方向拉过角的方向拉过0.5m0.5m0.5m0.5m，则，则，则，则拉力对物体做的功是拉力对物体做的功是拉力对物体做的功是拉力对物体做的功是A A A A、8J8J8J8J；B B B B5J5J5J5J；C C C C4J4J4J4J；D D D D0 0 0 0（A ）5、如图示，板长为、如图示，板长为L，板的，板的B端放有质量为端放有质量为m的小物体，的小物体，物体与板

9、的动摩擦因素为物体与板的动摩擦因素为，开始时板水平，若缓慢转，开始时板水平，若缓慢转过一个小角度过一个小角度的过程中，物体与板保持相对静止，则的过程中，物体与板保持相对静止，则这个过程中（这个过程中（）A.摩擦力对摩擦力对P做功为做功为mgLcos(1-cos)B.摩擦力对摩擦力对P做功为做功为-mgLsin(1-cos)C.弹力对弹力对P做功为做功为mgLcossinD.板对板对P做功为做功为mgLsinPBAPLmgfN如果一个力始终与速度垂直，如果一个力始终与速度垂直，则这个力不做功。则这个力不做功。辨析位移辨析位移s s1 1、力的方向上的位移、力的方向上的位移FS2 2、一般相对地面

10、而言、一般相对地面而言Ffs1s2s3例例6如图所示，一木块放在光滑水平面上，一如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力，平均阻力为为f设木块离原点设木块离原点S远时开始匀速前进，下列判远时开始匀速前进，下列判断正确的是断正确的是A功功fs量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能B功功f（sd）量度子弹损失的动能）量度子弹损失的动能C功功fd量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能D功功fd量度子弹、木块系统总机械能的损失量度子弹、木块系统总机械能的损失BDSd2.2.对对“功率功率”的学习方法指导的学习方法指导功率功率描述描述 做功

11、快慢做功快慢 的物理量的物理量按按定定义义：，所所求求出出的的功功率率是是时时间间t t内的平均功率。内的平均功率。计计算算式式：，其其中中 是是力力与与速速度度间间的的夹夹角角。用用该该公公式式时时，要要求求F F为为恒恒力力。v v-即即 时时 速速 度度-P P-即即 时时 功功 率率 v v-平平 均均 速速 度度-P P-平平 均均 功功 率率重重力力的的功功率率可可表表示示为为 ，仅仅由由重重力力及物体的及物体的竖直分运动竖直分运动的速度大小决定。的速度大小决定。1、长为、长为L的细线一端固定在的细线一端固定在O点，另一端点，另一端系一质量为系一质量为m的小球，开始时，细线被拉的小

12、球，开始时，细线被拉直，并处于水平位置，球处在直，并处于水平位置，球处在0点等高的点等高的A位置，如图所示，现将球由静止释放，它位置，如图所示，现将球由静止释放，它由由A运动到最低点运动到最低点B的过程中，重力的瞬的过程中，重力的瞬时功率变化的情况是（时功率变化的情况是（）A.一直在增大一直在增大B.一直在减小一直在减小C.先增大后减小先增大后减小D.先减小后增大先减小后增大OAB功率的计算功率的计算2 2、如如图图所所示示，质质量量为为1 1K Kg g的的木木块块在在倾倾角角为为3 37 7度度的的斜斜面面上上由由静静止止开开始始下下滑滑，木木块块与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为

13、为0 0.5 5，斜斜面面足足够够长长。求：求：(1)(1)前前3s3s内重力做的功内重力做的功 (2)(2)前前3s3s内重力的平均功率内重力的平均功率 (3)3s(3)3s末重力的瞬时功率。末重力的瞬时功率。汽车的两种起动方式汽车的两种起动方式1 1、以恒定功率起动、以恒定功率起动先做加速度减小的加速运动，先做加速度减小的加速运动，再做匀速运动再做匀速运动2 2、匀加速启动过程、匀加速启动过程匀匀加加速速直直线线运运动动a不变不变F牵牵不变不变变加速速运动变加速速运动 当当F牵牵=f时，时，a=0V达最大达最大机车以恒定加速度的起动过程机车以恒定加速度的起动过程0t1阶段，机车匀加速阶段，

14、机车匀加速v 增大增大P 增大增大t t1 1时刻，机车达额定功率时刻，机车达额定功率v 增大，增大，F减小，减小，一直到一直到a=0t1t2阶段，机车以额定功阶段，机车以额定功率继续加速，同情况率继续加速，同情况1例例1.1.按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则力保持不变，则 A A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B B汽车可以做匀加速运动汽车可以做匀加速运动C C汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大逐渐增大D D汽车达到最大速度时，所受合力为零汽车达到最大速度时

15、，所受合力为零CD例例2 2、质质量量是是2 20 00 00 0k kg g、额额定定功功率率为为8 80 0k kW W的的汽汽车车，在在平平直直公公路路上上行行驶驶中中的的最最大大速速度度为为2 20 0m m/s s。若若汽汽车车从从静静止止开开始始做做匀匀加加速速直直线线运运动动，加加速速度度大大小小为为2 2 m m/s s2 2，运运 动动 中中 的的 阻阻 力力 不不 变变。求求：（：（1 1）汽车所受阻力的大小。汽车所受阻力的大小。（2 2）汽车做匀加速运动的时间。）汽车做匀加速运动的时间。（3 3）汽车匀加速时的末速度。）汽车匀加速时的末速度。（4 4）3s3s末汽车的瞬时

16、功率。末汽车的瞬时功率。（5 5）汽车在匀加速运动中牵引力所做的）汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。功。3 3、质量为、质量为 的汽车，沿倾角为的汽车，沿倾角为 的的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为中所受摩擦阻力大小恒为2000N2000N，汽车发动机，汽车发动机的额定输出功率为的额定输出功率为 ，开始时开始时以以 的加速度做匀加速运动（斜的加速度做匀加速运动（斜坡无限长，坡无限长，）。求）。求（1 1）汽车做匀加速运动的时间；）汽车做匀加速运动的时间；（2 2）汽车所能达到的最大速率；）汽车所能达到的最大速率；（3 3）若斜坡

17、长）若斜坡长143.5m143.5m，且认为汽车达到坡顶之，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？需多少时间？【7、8、22】4 4、一一辆辆汽汽车车的的质质量量是是5 50 00 00 0k kg g，发发动动机机的的额额定定功功率率为为6 60 0k kw w，汽汽车车所所受受阻阻力力为为5 50 00 00 0N N，如如果果汽汽车车从从静静止止开开始始以以0 0.5 5m m/s s的的加加速速度度做做匀匀加加速速直直线线运运动动，功功率率达达到到最最大大后后以以额额定定功功率率运运动动了了一一段段距距离离后后汽汽车

18、车达达到到最最大大速速度度，在在整整个个过过 程程 中中，汽汽 车车 运运 动动 了了1 1 2 2 5 5 m m。问：在这个过程中，汽车发动机的牵问：在这个过程中，汽车发动机的牵引力做功多少？引力做功多少？动能定理：动能定理：总总总总外力对物体所做的总功等于物体动外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量能的变化量公式：公式：外力总功外力总功 末动能末动能初动能初动能动能变化量为动能变化量为:“末减初末减初”。理解理解:要明确要明确初末状态初末状态之间有一个过程之间有一个过程.W总总包括物体受到的包括物体受到的一切力所作的功一切力所作的功，分清每个力所分清每个力所作功的正负作功的正负 动能定

19、理适用于变力做功动能定理适用于变力做功答答答答案案案案1.8104N例例题题1 1、一架喷气式飞机，质量为、一架喷气式飞机，质量为mm=5000kg,=5000kg,起起飞过程中从静止开始滑跑的路程为飞过程中从静止开始滑跑的路程为l l=530m=530m时，时，达到起飞速度达到起飞速度v v=60m/s=60m/s。在此过程中飞机受。在此过程中飞机受到的平均阻力到的平均阻力F F阻是飞机重量的阻是飞机重量的0.020.02倍倍（k k=0.02=0.02）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F F。（g g g g取取取取10101010m/sm/sm/sm/s2)2)2)2)1 1、

20、找对象（常是单个物、找对象（常是单个物体）体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有启发启发启发启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。但动能定理更简洁明了。sF1F24 4、确确定定各各力力做做功功3 3、运动情况分析、运动情况分析5 5、建方程、建方程2 2、受受力力分分析析1.1.确定研究对象和研究过程。确定研究对象和研究过程。2.2.对对研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析。（周周围围物物体体施

21、施予研究对象的所有的力）。予研究对象的所有的力）。3.3.写写出出合合外外力力做做的的功功，或或分分别别写写出出各各个个力力做做的的功功。（如如果果研研究究过过程程中中物物体体受受力力情情况况有有变变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。）化，要分别写出该力在各个阶段做的功。）4.4.写出物体的写出物体的初、末动能初、末动能。5.5.列式求解。列式求解。应用动能定理解题步骤应用动能定理解题步骤题题1 1：下列关于运动物体所受合外力做功和动：下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是（能变化的关系正确的是（）A A、如果物体所受合外力为零，则合外力对物、如果物体所受合外力为零，则合外力

22、对物体做的功一定为零体做的功一定为零B B、如果合外力对物体做的功为零，则合外力、如果合外力对物体做的功为零，则合外力一定为零一定为零C C、物体在合外力作用下做变速运动，动能一、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化定变化D D、物体的动能不变，所受合外力一定为零、物体的动能不变，所受合外力一定为零 A知识应用知识应用题题4 4：质质量量为为1 1k kg g物物体体与与水水平平面面间间摩摩擦擦力力为为5 5N N,在在1 10 0N N水水平平力力作作用用下下由由静静止止开开始始前前进进2 2m m后后撤撤去去外外力力,再再前前进进1 1m m,此此时时物物体体仍仍在在运运动动,其其速

23、速度度为为多多大大?物物体体最最终终停停止止运运动动,其其经经过过的的全全部部位位移移为为多多大大?题题3 3：如如图图，一一质质量量为为2 2k kg g的的铅铅球球从从离离地地面面2 2m m高高处处自自由由下下落落，陷陷入入沙沙坑坑2 2c cm m深深处处，求求：沙沙子子对对铅铅球球的的平平均均阻阻力力？题题2 2：从从高高为为h h处处水水平平抛抛出出一一个个质质量量为为mm的的小小球球，落落地地点点与与抛抛出出点点水水平平距距离离为为s s，求求抛抛球球时时人人对对球球所所做做的的功功。5 5、水水平平地地面面上上有有一一质质量量为为mm0 0.5 5k kg g的的物物体体。水水

24、平平恒恒力力F F为为2 2.5 5N N，作作用用在在物物体体上上，使使物物体体由由静静止止出出发发开开始始运运动动。经经过过一一段段时时间间后后，力力F F停停止止作作用用，物物体体继继续续滑滑行行一一段段距距离离后后停停止止。若若物物体体移移动动的的总总距距离离为为4 4mm，物物体体和和地地面面间间的的摩摩擦擦系系数数 。求：力求：力F F所做的功。所做的功。6 6、质质量量m m为为0 0.5 5k kg g的的小小球球，从从离离地地面面h h为为2 20 0m m高高处处落落下下，落落地地时时小小球球的的速速度度v v为为1 18 8m m/s s。求求：下下落落过过程程中中空空气

25、气对对小小球球平平均均阻阻力力？7 7、质质量量m m为为0 0.0 02 2k kg g的的子子弹弹以以v v1 1为为6 60 00 0m m/s s的的速速度度垂垂直直射射穿穿一一块块厚厚度度S S为为1 10 0c cm m的的固固定定木木板板，已已知知木木板板对对子子弹弹的的平平均均阻阻力力f f为为 。求：子弹穿过木板后的速度求：子弹穿过木板后的速度v v2 2为多大？为多大？8、一质量m0.5kg的物体，以v0=4m/s的初速度沿水平桌面上滑过S0.7m的路程后落到地面，已知桌面高h0.8m，着地点距桌沿的水平距离s1=1.2m，（g取10m/s2）求：物体与桌面间的摩擦系数是多

26、少？9、如如图图所所示示，以以速速度度v v0 01 12 2m ms s沿沿光光滑滑地地面面滑滑行行的的光光滑滑小小球球，上上升升到到顶顶部部水水平平的的跳跳板板上上后后由由跳跳板板飞飞出出，当当跳跳板板高高度度h h=5 5m m 时时，小小球球到到达达顶顶端端时时所所具具有有的的速速 度度 为为 多多 少少?(g g 1 1 0 0 m m s s）1 10 0.斜斜面面倾倾角角为为，长长为为L L，段段A AB B光光滑滑，B BC C段段粗粗糙糙，质质量量为为m m的的木木块块从从斜斜面面顶顶端端无无初初速速下下滑滑，到到达达C C端端时时速速度度刚刚好好为为零零。求求 物物 体体

27、和和B B C C段段 间间 的的 动动 摩摩 擦擦 因因 数数。ABC1111、如如图图所所示示，半半径径为为R R的的半半圆圆槽槽木木块块固固定定在在水水平平地地面面上上，质质量量为为m m的的小小球球以以某某速速度度从从A A点点无无摩摩擦擦地地滚滚上上半半圆圆槽槽，小小球球通通过过最最高高点点B B后后落落到到水平地面上的水平地面上的C C点，已知点，已知AC=AB=2RAC=AB=2R。求：求：小球在小球在B B点时的速度？点时的速度？小球对小球对B B点的压力点的压力 小球在小球在A A点时的速度大小为多少？点时的速度大小为多少？1 12 2、如如图图所所示示，质质量量为为m m的

28、的物物体体放放在在水水平平光光滑滑的的平平台台上上，系系在在物物体体上上的的绳绳子子跨跨过过光光滑滑的的定定滑滑轮轮，由由在在地地面面上上以以速速度度v v向向左左匀匀速速走走动动的的人人拉拉着着，设设人人从从平平台台的的边边缘缘开开始始向向左左行行至至绳绳与与水水平平方方向向成成3 30 00 0角角处处，求求：此此过过程程中中人人对对物物体体所所做做的的功功？300vm 14 14、如图所示、如图所示，传送带以，传送带以V V的初速度匀速运动。的初速度匀速运动。将质量为将质量为m m 的物体无初速度放在传送带上的的物体无初速度放在传送带上的A A端，物体将被传送带带到端，物体将被传送带带到

29、B B端，已知物体到达端，已知物体到达B B端之间已和传送带相对静止，则下列说法正端之间已和传送带相对静止，则下列说法正确的是（确的是（）A A传送带对物体做功为传送带对物体做功为 B B传送带克服摩擦做功传送带克服摩擦做功 C C电动机由于传送物体多消耗的能量为电动机由于传送物体多消耗的能量为 D D在传送物体过程产生的热量为在传送物体过程产生的热量为 1 15 5、水水平平方方向向的的传传送送带带以以2 2m m/s s的的速速度度匀匀速速运运动动，把把一一质质量量为为2 2k kg g的的小小物物体体轻轻轻轻放放在在传传送送带带上上左左端端，经经过过4 4s s物物体体到到达达传传送送带

30、带的的右右端端。已已知知物物体体与与传传送送 带带 间间 的的 动动 摩摩 擦擦 因因 数数 为为0 0.2 2，取取g g=1 10 0m m/s s2 2,求：（求：（1 1）传送带的长度）传送带的长度.（2 2）这一过程中摩擦力对物体所做的功）这一过程中摩擦力对物体所做的功 （3 3）这个过程中由于物体与传送带的摩擦）这个过程中由于物体与传送带的摩擦而转化为内能的数值而转化为内能的数值v1 1、一物体静止在不光滑的水平面上，已、一物体静止在不光滑的水平面上，已知知m=1kgm=1kg，=0.1,=0.1,现用水平外力现用水平外力F=2NF=2N拉拉其运动其运动5m5m后立即撤去水平外力后

31、立即撤去水平外力F,F,求其还求其还能滑多远能滑多远?F=0.1=0.1ff=0=015m多过程问题多过程问题 直线运动直线运动2 2、用拉力、用拉力F F使一个质量为使一个质量为mm的木箱由静止的木箱由静止开始在水平面上运动开始在水平面上运动S S后撤掉后撤掉F,F,木箱与水木箱与水平面间的摩擦系数为平面间的摩擦系数为,求撤掉求撤掉F F后木箱滑行后木箱滑行的距离的距离L L？Fv0v=0SL=?多过程问题多过程问题 直线运动直线运动题题3：小小球球的的质质量量为为mm，在在距距地地面面高高度度为为h h处处，以以初初 速速度度v v竖竖直直向向上上抛抛出出，设设空空气气阻阻力力恒恒为为f

32、f且且小小于于mmg g，且且小小球球与与地地面面碰碰撞撞过过程程中中不不损损失失能能量量，小小球球最最后后静静止止在在地地面面上上，则则小小球球在在整整个个运运动动过过程程中中所所经经历历的的路路程程是是多多少少？V0S0P例例题题4 4:如如图图所所示示，斜斜面面足足够够长长，其其倾倾角角为为，质质量量为为mm的的滑滑块块，距距挡挡板板P P为为S S0 0，以以初初速速度度V V0 0沿沿斜斜面面上上滑滑，滑滑块块与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，滑滑块块所所受受摩摩擦擦力力小小于于滑滑块块沿沿斜斜面面方方向向的的重重力力分分力力，若若滑滑块块每每次次与与挡挡板板相相碰碰均均

33、无无机机械械能能损损失失，求求：滑滑块块在在斜斜面面上上经经过过的的总总路路程程为为多多少少？oABCGfR多多过过程程曲线运动曲线运动5 5、如图所示，光滑、如图所示，光滑1/41/4圆弧的半径圆弧的半径0.8m0.8m，有，有一质量为一质量为1.0kg1.0kg的物体自的物体自A A点从静止开始下滑到点从静止开始下滑到B B点，然后沿水平面前进点，然后沿水平面前进4.0m4.0m，到达，到达C C点停止。点停止。求：（求：（1 1）物体到达）物体到达B B点时的速率点时的速率.（2 2）物体运动过程中摩擦力做的功）物体运动过程中摩擦力做的功.（3 3）物体与水平面间的动摩擦因数）物体与水平

34、面间的动摩擦因数.6 6、如图所示，光滑水平面、如图所示，光滑水平面ABAB与竖直面的半圆形与竖直面的半圆形导轨在导轨在B B点相连接，导轨半径为点相连接，导轨半径为R R，一质量为，一质量为m m的的静止木块在静止木块在A A处压缩弹簧，释放后，木块获得一处压缩弹簧，释放后，木块获得一向右的初速度，当它经过向右的初速度，当它经过B B点进入导轨瞬间对导点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的轨的压力是其重力的7 7倍，之后向上运动恰能通倍，之后向上运动恰能通过轨道顶点过轨道顶点C C，不计空气阻力，试求：，不计空气阻力，试求：(1)(1)弹簧对木块所做的功；弹簧对木块所做的功；(2)(2)木块从

35、木块从B B到到C C过程中克服摩擦力做的功；过程中克服摩擦力做的功；(3)(3)木块离开木块离开C C点落回水平面所需的时间和落点落回水平面所需的时间和落回水平面时的动能。回水平面时的动能。7、如图所示，一质量为m=1kg的物块，在水平 高 台 上 向 右 运 动 到 达P点 时 的 速 度 为vP=5m/s，物块运动到A点后水平抛出，恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道B、D为圆弧的两端点，其连线水平，轨道最低点为C，已知PA长度S=4m，A点距水平面的高度h=0.8m，圆弧半径R=1.0m，圆弧对应 的 圆 心 角=106，（g取10m/s2，sin53=0.8，cos53=

36、0.6）求：（1）物块离开A点时水平初速度的大小；（2）物体与高台平面间的动摩擦因数；（3）物块经过C点时对轨道压力的大小做做功功的的过过程程是是能能量量转转化化的的过过程程，功功是是能能的转化的量度。的转化的量度。功功是是一一种种过过程程量量，能能是是一一种种状状态态量量，两两者的单位都是（者的单位都是（J J），但不能说功就是能。），但不能说功就是能。动动 能能 的的 增增 量量 由由 外外 力力 做做 的的 总总 功功 来来 量量 度度：这就是动能定理。这就是动能定理。功功 能能 关关 系系v动能定理动能定理是力的空间积累作用规律是力的空间积累作用规律，在不涉，在不涉及加速度和时间时，能

37、用牛顿定律加运动学公及加速度和时间时，能用牛顿定律加运动学公式解的问题，都能用动能定理解题，而且更简式解的问题，都能用动能定理解题，而且更简便。另外，动能定理还便。另外，动能定理还适用于非匀变速运动适用于非匀变速运动。v合合外外力力做做的的功功等等于于物物体体动动能能的的变变化化。这这里的合外力指物体受到的所有力，包括重力。里的合外力指物体受到的所有力，包括重力。v运用动能定理解题的关键：运用动能定理解题的关键：分清楚哪些力分清楚哪些力对物体做功，做正功还是做负功。对物体做功，做正功还是做负功。v技巧：应用动能定理解多过程问题时可技巧：应用动能定理解多过程问题时可把多把多过程看成整体过程看成整

38、体列方程，更简便。列方程，更简便。3、对、对“动能定理动能定理”的学习指导的学习指导重力做功与重力势能变化的关系：重力做功与重力势能变化的关系：势势能能1、重力势能：、重力势能：2、弹性势能：、弹性势能：重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力做负功，重力势能重力势能增加增加弹力做正功弹性势能减小弹力做正功弹性势能减小正、负表示大小正、负表示大小说明：弹簧原长弹簧原长时的弹性时的弹性势能为零势能为零弹力做负功弹性势能增大弹力做负功弹性势能增大与零势能面的高度差与零势能面的高度差标量标量机械能守恒定律机械能守恒定律动能和势能统称为机械能动能和势能统称为机械能 。1、机械能

39、：、机械能：E机机=EK+EP4 4、条件：只有重力（或弹簧弹力）做功。、条件：只有重力（或弹簧弹力）做功。EK1+Ep1=EK2+Ep2 在在只有重力（或弹簧弹力）做功只有重力（或弹簧弹力）做功的情况的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，但机械能总量保持不变。发生相互转化，但机械能总量保持不变。2、机械能守恒定律、机械能守恒定律3、公式：、公式：机械能守恒的情景机械能守恒的情景Ek增=EP减例题例题1 1：如图所示，小球从高处下落到竖直放：如图所示，小球从高处下落到竖直放 置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过置的轻弹簧上，在将弹簧

40、压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是程中，下列关于能量的叙述中正确的是()()A.A.重力势能和动能之和总保持不变重力势能和动能之和总保持不变B.B.重力势能和弹性势能之和总保持不变重力势能和弹性势能之和总保持不变C.C.动能和弹性势能之和总保持不变动能和弹性势能之和总保持不变D.D.重力势能、弹性势能和动能之和重力势能、弹性势能和动能之和 总保持不变总保持不变D例题例题2:如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。位置有一只小球。小球从静止开始下落，在小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的位置

41、接触弹簧的上端，在上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，位置小球所受弹力大小等于重力，在在D位置小球速度减小到零。小球下降阶段位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确的是：下列说法中正确的是：A在在B位置小球动能最大位置小球动能最大B在在C位置小球动能最大位置小球动能最大C从从AC位置小球重力势能的位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加减少大于小球动能的增加D从从AD位置小球重力势能的位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加减少等于弹簧弹性势能的增加【BCD】例例3.3.如图如图,质量为质量为m m的物体以速度的物体以速度v v离开桌面离开桌面,以桌面为零势能面以桌面为零势能面

42、,则当它经过则当它经过A A点时点时,其势能其势能是是_,_,其机械能是其机械能是_-mg(H-h)mv2/2vHhA例例4:质量为质量为m的物体从静止出发的物体从静止出发,以加速度以加速度g/3竖直下降高度竖直下降高度h,下列说法正确的是下列说法正确的是:A.物体的机械能增加物体的机械能增加mgh/3,B.物体的机械能减少物体的机械能减少mgh/3C.物体的机械能减少物体的机械能减少2mgh/3D.物体的动能增加物体的动能增加2mgh/3E.物体的动能增加物体的动能增加mgh/3F.重力做功重力做功mghG.重力做功重力做功mgh/3【CEF】5 5、如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑

43、斜、如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（中，下列说法正确的是（）A.A.物体的重力势能减少，动能增加，机械能增大物体的重力势能减少，动能增加，机械能增大 B.B.斜面的机械能变化了斜面的机械能变化了 C C斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功做功 D D物体和斜面组成的系统机械能守恒物体和斜面组成的系统机械能守恒 6 6、如如图图所所示示，在在地地面面上上以以速速度度v v0 0抛抛出出质质量量为为m m的的物物体体，抛抛出出后后物

44、物体体落落到到比比地地面面低低h h的的海海平平面面若若以以地地面面为为参参考考平平面面且且不不计计空空气气阻阻力力，则则（)A A物体落到海平面时的重力势能为物体落到海平面时的重力势能为mghmgh B B重力对物体做的功为重力对物体做的功为mghmgh C C物体在海平面上的动能为物体在海平面上的动能为mvmvmghmgh D D物体在海平面上的机械能为物体在海平面上的机械能为mvmv重重力力做做功功物体重力势能的减少物体重力势能的减少弹簧弹力做功弹簧弹力做功物体弹性势能的减少物体弹性势能的减少合外力做总功合外力做总功物体动能增量物体动能增量除重力以外的除重力以外的其其他他力力做做功功物体

45、机械能的增量物体机械能的增量功是能量转化的量度功是能量转化的量度一种形式的能一种形式的能另一种形式的能另一种形式的能WG=D DEp、W弹弹=D DEp弹弹、W合合=D DEk、W其它其它=D DE机机通过通过做功做功来实现来实现功和能的关系功和能的关系 1、如如图图所所示示在在竖竖直直平平面面内内有有轨轨道道A AB BC CD DE E，其其中中B BC C是是半半径径为为R R的的四四分分之之一一圆圆弧弧轨轨道道，A AB B(A AB B R R)是是竖竖直直轨轨道道，C CE E是是水水平平轨轨道道，C CD D R RA AB B与与B BC C相相切切于于B B点点，B BC C

46、与与C CE E相相切切于于C C点点，轨轨道道的的A AD D段段光光滑滑，D DE E段段粗粗糙糙且且足足够够长长。一一根根长长为为R R的的轻轻杆杆两两端端分分别别固固定定着着两两个个质质量量均均为为m m的的相相同同小小球球P P、Q Q(视视为为质质点点)，将将轻轻杆杆锁锁定定在在图图示示位位置置，并并使使Q Q与与B B等等高高。现现解解除除锁锁定定释释放放轻轻杆杆，轻轻杆杆将将沿沿轨轨道道下下滑滑，重重力力加加速速度度为为g g。(1)Q(1)Q球经过球经过D D点后，继续滑行距离点后，继续滑行距离s s停下停下(sR)(sR)求：求：小球与小球与DEDE段之间的动摩擦因数。段之

47、间的动摩擦因数。(2)Q(2)Q球到达球到达C C点时的速度大小。点时的速度大小。实验实验：验证机械能守恒定律：验证机械能守恒定律一、实验目的：验证机械能守恒定律。一、实验目的：验证机械能守恒定律。二、实验原理二、实验原理1.由纸带记录重物的运动，并得到下落高度为由纸带记录重物的运动，并得到下落高度为h时，时，重物的瞬时速度重物的瞬时速度v。比较自由下落过程中，减少的重力势。比较自由下落过程中，减少的重力势能能mgh和增加的动能和增加的动能1/2mv2，看它们在实验误差允许的范，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等，则验证了机械能守恒。围内是否相等，若相等，则验证了机械能守恒。2.计算

48、打第计算打第n个点速度的方法：测出第个点速度的方法：测出第n个点与相邻前个点与相邻前后点间距离后点间距离xn和和xn+1，由公式，由公式vn=(xn+xn+1)/(2T)或或vn=(hn+1-hn-1)/(2T)算出，如图算出，如图5-5-1所示。所示。三、实验器材三、实验器材铁架台铁架台(含铁夹含铁夹)、计时器、计时器(电火花计时器或电磁打点计电火花计时器或电磁打点计时器时器)、学生电源、纸带及复写纸片、导线、毫米刻度尺、学生电源、纸带及复写纸片、导线、毫米刻度尺、重物重物(带纸带夹带纸带夹)。各打点各打点123456下落高度下落高度hn/m速度速度vn/(ms-1)mghn/J1/2mvn

49、2/J结论结论四、实验步骤四、实验步骤1.按图按图5-5-2把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。点计时器与学生电源连接好。2.把纸带一端在重物上用夹子固定，另一端穿过打点计把纸带一端在重物上用夹子固定，另一端穿过打点计时器限位孔，竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。时器限位孔，竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。3.先接通电源，后松手让重物带着纸带自由下落。先接通电源，后松手让重物带着纸带自由下落。4.重复几次，得到重复几次，得到35条打上点的纸带。条打上点的纸带。5.在打出的纸带中挑选出条点迹清晰，且第在打出的纸带中挑

50、选出条点迹清晰，且第1、2两打点两打点间距离接近间距离接近2mm的纸带，在第一个打点上标出的纸带，在第一个打点上标出O，并从稍，并从稍靠后的某一点开始，依次标出靠后的某一点开始，依次标出1、2、3、4、，并量出各，并量出各点到位置点到位置O的距离的距离h1、h2、h3、h4、，并记入表格中。，并记入表格中。6.用公式用公式vn=(hn+1-hn-1)/(2T)计算出各点对应的瞬时速计算出各点对应的瞬时速度度v1、v2、v3、v4、，并记录在表格中。，并记录在表格中。7.计算打各点时重力势能的减少量计算打各点时重力势能的减少量mghn和动能的增加和动能的增加量量1/2mvn2，并进行比较，看是否

51、相等。将计算数值填入，并进行比较，看是否相等。将计算数值填入表格中。表格中。图图5-5-2五、注意事项五、注意事项1.应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力，采取的措施有：要求尽量减小各种阻力，采取的措施有：(1)铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小；铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小；(2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。2.应先打开电

52、源，让打点计时器开始打点稳定后，再放开纸带应先打开电源，让打点计时器开始打点稳定后，再放开纸带让重物下落。让重物下落。3.选取纸带的原则是：选取纸带的原则是：(1)点迹清晰；点迹清晰；(2)所打点呈一条直线；所打点呈一条直线；(3)第第1和第和第2两打点间距离接近两打点间距离接近2mm。六、误差分析六、误差分析1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻空气阻力、打点计时器阻力力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量做功，故动能的增加量1/2mv2稍小于重力势能稍小于重力势能的减少量的减少量mgh，这是不可避免的，这属于系统误差，改进

53、的办法是，这是不可避免的，这属于系统误差，改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。调整器材的安装，尽可能地减小阻力。2.本实验的另一个误差来源于长度的测量，属于偶然误差，可本实验的另一个误差来源于长度的测量，属于偶然误差，可以通过改变长度的测量方法，或者多次测量取平均值来减小误差。以通过改变长度的测量方法，或者多次测量取平均值来减小误差。【例例1】关于验证机械能守恒定律实验，下面列出一些实验步骤：关于验证机械能守恒定律实验，下面列出一些实验步骤：A.用天平称出重物和夹子的质量用天平称出重物和夹子的质量B.将重物系在夹子上将重物系在夹子上C.将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系有

54、重物将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系有重物的夹子上，再把纸带向上拉，让夹子静止靠近打点计时器处的夹子上，再把纸带向上拉，让夹子静止靠近打点计时器处D.把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6V(电源暂不接通电源暂不接通)E.把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使两个限把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上位孔在同一竖直线上F.在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据G.用秒表测出重物下落时间用秒表测出重物下落时间H.接通电源，待打点计时器工

55、作稳定后释放纸带接通电源，待打点计时器工作稳定后释放纸带I.切断电源切断电源J.更换纸带，重新进行两次实验更换纸带，重新进行两次实验K.在三条纸带中，选出较好的一条在三条纸带中，选出较好的一条L.进行计算，得出结论，完成实验报告进行计算，得出结论，完成实验报告M.拆下导线，整理器材拆下导线，整理器材热点一热点一 实验原理和操作实验原理和操作EDBCHIJKFLMAG对于本实验以上步骤中，不必要的有对于本实验以上步骤中，不必要的有_；正确步骤的合理顺序是；正确步骤的合理顺序是_(填写代表填写代表字母字母)。1某位同学做某位同学做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验，的实验，下列操作步骤

56、中错误的是下列操作步骤中错误的是()A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源接到低压交流电源B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度重锤提升到一定高度C.先释放纸带，再接通电源先释放纸带，再接通电源D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据更换纸带，重复实验，根据记录处理数据C【例例2】某同学做某同学做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验时不慎实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了。测出剩下的将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了。测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图一段纸

57、带上的各个点间的距离如图5-5-3所示。已知打点所示。已知打点计时计时器的工作频率是器的工作频率是50Hz，重力加速度，重力加速度g=9.8m/s2。(1)利用这段纸带说明重锤通过利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守两点时机械能守恒。恒。(2)分析说明为什么得到的结果是重力势能减少量分析说明为什么得到的结果是重力势能减少量Ep稍大于重锤动能的增加量稍大于重锤动能的增加量Ek。图图5-5-3热点二热点二 数据的处理和误差分析数据的处理和误差分析2在利用电磁打点计时器在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为电磁打点计时器所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定

58、律”的实验中：的实验中：(1)某同学用图某同学用图5-5-4所示装置进行实验，得到如图所示装置进行实验，得到如图5-5-5所所示的纸带，示的纸带，把第一个点把第一个点(初速度为零初速度为零)记作记作O点，测出点点，测出点O、A间的距离为间的距离为68.97cm，点，点A、C间的距离为间的距离为15.24cm，点，点C、E间的距离为间的距离为16.76cm，已知当地重力加，已知当地重力加速度为速度为9.8m/s2，重锤的质量为，重锤的质量为m=1.0kg，则，则打点计时器在打打点计时器在打O点到点到C点的这段时间内，重点的这段时间内，重锤动能的增加量锤动能的增加量_J，重力势能的减少量，重力势能的减少量为为_J。图图5-5-4图图5-5-58.008.25(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a=_m/s2。(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤带着纸重锤增加的动能，其原因主要是在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中题目中给出的已知量求出重锤下落过程中受到的平均给出的已知量求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为阻力大小为_N。9.500.30